EP0076111B1 - Kupplungs- und Bremssystem zum Starten und Stoppen einer Leistungspresse - Google Patents

Kupplungs- und Bremssystem zum Starten und Stoppen einer Leistungspresse Download PDF

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EP0076111B1 EP82305042A EP82305042A EP0076111B1 EP 0076111 B1 EP0076111 B1 EP 0076111B1 EP 82305042 A EP82305042 A EP 82305042A EP 82305042 A EP82305042 A EP 82305042A EP 0076111 B1 EP0076111 B1 EP 0076111B1
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hydraulic
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Carl E. Dr. Tack
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Danly Machine Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/10Brakes specially adapted for presses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/12Clutches specially adapted for presses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/14Control arrangements for mechanically-driven presses
    • B30B15/142Control arrangements for mechanically-driven presses controlling the brake or the clutch

Definitions

  • the present invention relates generally to power presses and, more particularly, to an improved clutching and braking system for starting and stopping a power press.
  • the abrupt transitions produced by the pneumatic system described above can disrupt the automation system and cause damage to the workpieces or even to the press.
  • the automation system must be programmed to provide excessive clearances between the various controlled mechanisms, which reduces the productivity of the press system.
  • G.B. 804 482 It is known from G.B. 804 482 that a reduction in violent engagement shocks can be achieved by the use of a hydraulically operated clutch for connecting and disconnecting the press drive and the slide mechanism and by arranging for the machine to be started with a relatively low initial coupling torque provided by a correspondingly low initial hydraulic pressure.
  • the hydraulic pressure is raised to a second, higher value corresponding to the application of full torque.
  • the clutch is released and the brake is applied simultaneously at its full brake torque level.
  • a method of starting and stopping a power press having a slide mechanism mounted for reciprocating movement, a press drive for cycling the slide mechanism, a hydraulic clutch for connecting and disconnecting the press drive and the slide mechanism and adapted to be operated at intermediate and full torque levels by means of two different hydraulic pressures, and a hydraulic brake for braking the press drive shaft, said method being characterised by:
  • the invention also provides an apparatus for starting and stopping a power press having a slide mechanism mounted for reciprocating movement, a press drive for cycling the slide mechanism, a hydraulic clutch for connecting and disconnecting the press drive and the slide mechanism and adapted to be operated at intermediate and full torque levels by means of two different hydraulic pressures, and a hydraulic brake for braking the press drive shaft, said apparatus being characterised by:
  • One advantage of such an improved starting and stopping system is that it permits increases in the productivity of an automated press system having automatically controlled workpiece handling mechanisms.
  • Another advantage of such an improved system for starting and stopping a power press is that it minimizes the danger of damage to, and prolongs the operating life of, those portions of the press involved in, or controlled by, the automation system.
  • the brake torque immediately drops to zero at time t11, and the clutch torque immediately increases to an intermediate torque level determined by one of two sources of hydraulic pressure for the clutch.
  • the intermediate torque level is typically about 10% of full clutch torque.
  • the clutch is maintained at this intermediate torque level for a preselected time interval, extending from time t11 to time t12 in Fig. 1 b, which is sufficient to bring the press drive shaft up to full speed.
  • the hydraulic pressure on the clutch is increased to immediately raise the clutch torque to its full-on level, which is determined by the source of hydraulic pressure for the clutch.
  • a tachometer can be used to monitor the actual speed of the press drive shaft and detect when it reaches full speed.
  • the tachometer output can be used to produce a signal which automatically connects the full-on pressure source to the clutch as soon as the drive shaft reaches full speed.
  • the clutch torque After the clutch torque has been increased to its full-on level at time t12, it is maintained at this level until it is desired to stop the press. Stopping is initiated by de-energizing a solenoid at time t13 to actuate a valve that applies hydraulic pressure to the brake and removes hydraulic pressure from the clutch. Following another brief “electrical delay” from time t13 to time t14, this immediately disengages the clutch and engages the brake (at time t14).
  • the brake torque is initially limited, however, to an intermediate torque level, e.g., 40% in the example of Fig. 1a, until the press drive shaft has been substantially stopped at time t15.
  • the full hydraulic pressure is applied to the brake to produce full brake torque.
  • the brake is then maintained at this full torque level until it is desired to start the press again.
  • the two different torque levels for the hydraulic brake are determined by two sources of hydraulic pressure for the brake.
  • the brake is connected to the first source, which sets the intermediate torque level, from time t14 to time t15, and then is switched to the second source, which sets the full-on torque level.
  • the hydraulic brake can be applied with immediately full brake torque at time t14, as illustrated by the broken lines in Fig. 1a.
  • This "panic stop" mode of operation illustrated by the broken lines is undesirable because of the high rate of deceleration that it produces, but it will stop the press very quickly in an emergency.
  • FIG. 2 and 3 there is shown a hydraulically operated brake for applying a braking torque to a press drive shaft 10.
  • a brake disc 11 is affixed to a hub 12 on the end of the shaft 10, and a plurality of brake pads 13 are carried by the disc 11 and arranged in a symmetrical array around the circumference of the disc.
  • a movable gripper ring 14 is advanced into engagement with one side of the brake pads 13 to press the pads against a stationary gripper ring 15 fastened to the press frame 16.
  • a multiplicity of radial ribs 15a are formed on the outside of the ring 15.
  • the movable gripper ring 14 is advanced into its engagement position by means of hydraulic pressure supplied through a line 20 to a piston 21 slidably mounted in a primary cylinder plate 22.
  • the hydraulic pressure moves the piston 21 to the left, as viewed in Fig. 3, thereby advancing a pressure plate 23 which is rigidly connected to the movable gripper ring 14 by means of a plurality of bolts 24 and spacers 25.
  • the hydraulic pressure is simply removed from the line 20.
  • the two cylinder plates 22 and 34 are connected by a plurality of machine screws 36 passing through corresponding spacers 37, which in turn pass through the fixed part 32.
  • the two cylinder plates 22 and 34 are linked together in a rigid assembly which can be moved back and forth relative to the fixed plate 32 which is disposed between the two cylinder plates to provide a stationary support for one end of the springs 30 and 31.
  • the hydraulic pressure from the line 32 will drop off, because the line 32 is connected to the same pressure source as the primary actuator line 20.
  • the springs 30 and 31 move the two cylinder plates 22 and 34 to the left (as viewed in Fig. 3) thereby advancing the movable gripper ring 14 into engagement with the friction pads 13 to apply the brake. Consequently, the brake fails in a safe mode, automatically braking the press drive shaft in the event of a malfunction in the hydraulic system.
  • a hydraulically operated clutch for use in conjunction with the hydraulic brake of Figs. 2 and 3, is shown in Figs. 4 and 5.
  • the clutch is used to connect and disconnect the press drive shaft 10 and a flywheel 40 through a clutch disc 41 affixed to a hub 42 on the drive shaft.
  • a plurality of friction pads 43 are carried by the disc 41 in a symmetrical array around the circumference of the disc.
  • a movable gripper ring 44 is advanced into engagement with one side of the friction pads 43 to press the pads against a stationary gripper ring 45 fastened to the flywheel 40.
  • a multiplicity of fins 45a are formed on the outside of the ring 45.
  • the movable gripper ring 44 is advanced into its engaged position by means of hydraulic pressure supplied through a line 46 and a rotary coupling 47 to a piston 48 slidably mounted in a cylinder plate 49.
  • the hydraulic pressure moves the piston 48 to the left, as viewed in Fig. 5, thereby advancing a pressure plate 50 which is rigidly connected to the movable gripper ring 44 by means of a spacer ring 51.
  • the hydraulic pressure is simply removed from the line 46.

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  • Braking Arrangements (AREA)

Claims (18)

1. Verfahren zum Starten und Stoppen einer Leistungspresse mit einem zur hin- und hergehenden Bewegung angeordneten Schlittenmechanismus, einem Pressenantrieb zum zyklischen Antrieb des Schlittenmechanismus, einer hydraulischen Kupplung zum Verbinden und Lösen des Pressenantriebs und des Schlittenmechanismus, die derart ausgebildet ist, daß sie mit Hilfe zweier verschiedener Hydraulikdrücke bei einer mittleren und einer vollen Drehmomenthöhe betrieben werden kann, sowie einer hydraulischen Bremse zum Bremsen der Pressenantriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse dadurch gestartet wird, daß die Bremse hydraulisch gelöst und die Kupplung hydraulisch bei einer vorbestimmten mittleren Drehmomenthöhe in Eingriff gebracht wird, die kleiner ist als die volle Kupplungsdrehmomenthöhe,
die Kupplung bei der mittleren Drehmomenthöhe gehalten wird, bis die Pressenantriebswelle im wesentlichen volle Geschwindigkeit erreicht hat, und dann das Kupplungsdrehmoment auf die volle Kupplungsdrehmomenthöhe vergrößert wird,
die Presse dadurch gestoppt wird, daß die Kupplung hydraulisch gelöst und die Bremse hydraulisch bei einer vorbestimmten mittleren Drehmomenthöhe in Eingriff gebracht wird, die niedriger ist als die vollständige Bremsendrehmomenthöhe, und
die Bremse bei der mittleren Drehmomenthöhe gehalten wird, bis die Pressenantriebswelle im wesentlichen gestoppt hat, und anschließend das Bremsendrehmoment auf die volle Bremsendrehmomenthöhe vergrößert wird.
2. Verfahren zum Starten und Stoppen einer Leistungspresse nach Anspruch 1, worin die Presse Werkstückhandhabungsmechanismen zum Bewegen aufeinanderfolgender Werkstücke längs vielfacher Achsen zum Laden und Entladen der Presse sowie ein automatisches Steuerungssystem zum Steuern und Synchronisierung der Bewegungen des Schlittenmechanismus und der Werkstückhandhabungsmechanismen aufweist.
3. Verfahren zum Starten und Stoppen einer Leistungspresse nach Anspruch 1 oder 2, worin die Kupplung gleichzeitig mit dem Lösen der Bremse in Eingriff gebracht wird.
4. Verfahren zum Starten und Stoppen einer Leistungspresse nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin die Bremse gleichzeitig mit dem Lösen der Kupplung in Eingriff gebracht wird.
5. Verfahren zum Starten und Stoppen einer Leistungspresse nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, worin die Bremse eine an der Pressenantriebswelle (10) angebrachte Bremsscheibe (11) mit einer Vielzahl von Reibungskissen (13), Greifmittel (14,16) zum Angreifen an den Reibungskissen (13) und dadurch Bremsen der Antriebswelle (10), hydraulische Betätigungsmittel (21) zum Beaufschlagen der Greifmittel (14, 16) gegen die Reibungskissen (13) sowie eine Quelle von Hydraulikdruck für die Betätigungsmittel (21) aufweist.
6. Verfahren zum Starten und Stoppen einer Leistungspresse nach Anspruch 5, worin die Bremse Federmittel (30, 31) zum Beaufschlagen der Greifmittel (14, 16) gegen die Reibungskissen (13) sowie Mittel zum Entfernen des Drucks der Federmittel (30, 31) von den Greifmitteln (14, 16) als Reaktion auf normalen Hydraulikdruck von der Quelle aufweist, so daß die Federmittel (30, 31 ) die Greifmittel (14, 16) gegen die Reibungskissen (13) nur in dem Fall eines unnormal niedrigen Hydraulikdruckes von der Quelle drücken.
7. Verfahren zum Starten und Stoppen einer Leistungspresse nach Anspruch 6, worin die Mittel zum Entfernen des Drucks der Federmittel (30, 31 ) bewegbare mechanische Betätigungsmittel (22, 34), die die Federmittel (30, 31) mit den Greifmitteln(14, 16) Koppeln, sowie einen hydraulischen Hilfskolben (35) zum Unbewegbarmachen der mechanischen Betätigungsmittel (22,34) als Reaktion auf normalen Hydraulikdruck von der Quelle aufweisen, und um es zu ermöglichen, daß die mechanischen Betätigungsmittel (22, 34) die Federmittel (14, 16) als Reaktion auf einen unnormal niedrigen Hydraulikdruck von der Quelle koppeln.
8. Verfahren zum Starten und Stoppen einer Leistungspresse nach Anspruch 5, worin die Bremse Mittel zum Anlegen einer Federkraft an die Greifmittel (14, 16), um diese gegen die Reibungskissen als Reaktion auf eine Abfallen des Hydraulikdrucks unter einen vorbestimmten Wert zu drücken, enthält, wodurch die Antriebswelle (10) im Falle eines Fehlers in dem Hydrauliksystem automatisch gebremst wird.
9. Verfahren zum Starten und Stoppen einer Leistungspresse nach einem der Ansprüche 1-8, worin die Kupplung eine an der Pressenantriebswelle (10) angebrachte Kupplungsscheibe (41) mit einer Vielzahl von Reibungskissen (43), Greifmittel (44, 45) zum Angriff an den Reibungskissen (43) und dadurch zum Koppeln der Kupplungsscheibe (41) und der Antriebswelle (10) mit den Schiebermechanismus, sowie hydraulische Betätigungsmittel (48) zum Beaufschlagen der Greifmittel (44, 45) gegen die Reibungskissen (43) und eine Hydraulikdruckquelle für die Betätigungsmittel aufweist.
10. Vorrichtung zum Starten und Stoppen einer Leistungspresse mit einen zur hin- und hergehenden Bewegung angeordneten Schlittenmechanismus, einem Pressenantrieb zum zyklischen Bewegen des Schlittenmechanismus, einer Hydraulikkupplung zum Verbinden und Lösen des Pressenantriebs und des Schlittenmechanismus, die zum Betrieb bei einer mittleren und einer vollen Drehmomenthöhe mit Hilfe zweier unterschiedlicher Hydraulikdrücke ausgebildet ist, sowie einer Hydraulickbremse zum Bremsen der Pressenantriebswelle, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:
Mittel zum Starten der Presse durch hydraulisches Lösen der Bremse und hydraulisches Eingreifen der Kupplung bei einer vorbestimmten mittleren Drehmomenthöhe, die niedriger ist als die volle Kupplungsdrehmomenthöhe,
Mittel zum Aufrechterhalten der Kupplung bei der mittleren Drehmomenthöhe, bis die Pressenantriebswelle im wesentlichen volle Geschwindigkeit erreicht hat, und zum anschließenden Vergrößeren des Kupplungsdrehmoments auf die volle Kupplungsdrehmomenthöhe,
Mittel zum Stoppen der Presse durch hydraulisches Lösen der Kupplung und hydraulisches Angreifen der Bremse bei einer vorbestimmten mittleren Drehmomenthöhe, die niedriger liegt als die vollständige Bremsdrehmomenthöhe, und
Mittel zum Aufrechterhalten der Bremse bei der mittleren Drehmomenthöhe, bis die Pressenantriebswelle im wesentlichen gestoppt, hat, und zum anschließenden Vergrößern des Bremsdrehmomentes auf die volle Bremsdrehmomenthöhe.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, welche Werkstückshandhabungsmechanismen zum Bewegen aufeinanderfolgender Werkstücke längs vielfacher Achsen zum Laden und Entladen der Presse sowie ein automatisches Steuerungssystem zum Steuern und Synchronisieren der Bewegungen des Schlittenmechanismus und der Werkstückhandhabungsmechanismen aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, die Mittel zum Eingreifenlassen der Kupplung gleichzeitig mit dem Lösen der Bremse enthält.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, die Mittel zum Eingreifen der Bremse gleichzeitig mit den Lösen der Kupplung enthält.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10-13, worin die Bremse eine an der Pressenantriebswelle (10) angebrachte Bremsscheibe (11) mit einer Vielzahl von Reibungskissen (13, Greifmittel (14, 16) zum Angreifen an den Reibungskissen (13) und dadurch Bremsen der Antriebswelle (10) und hydraulische Betätigungsmittel (20, 21) zum Beaufschlagen der Greifmittel (14, 16) gegen die Reibungskissen (13) sowie ein Hydraulikdruckquelle für die Betätigungsmittel aufweist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, enthaltend Federmittel (30, 31) zum Beaufschlagen der Greifmittel (14, 16) gegen die Reibungskissen sowie Mittel zum Entfernen des Druckes der Federmittel (20, 31) von den Greifmitteln als Reaktion auf normalen Hydraulikdruck von der Quelle, so daß die Federmittel (30, 31) die Greifmittel (14, 16) gegen die Reibungskissen nur für den Fall eines unnormal niedrigen Hydraulikdrucks von der Quelle beaufschlagen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, worin die Mittel zum Entfernen des Drucks der Federmittel (30, 31) bewegbare mechanische Betätigungsmittel (22, 34) enthalten, die die Federmittel (30, 31) mit den Greifmittein (14, 16) koppeln, sowie einen hydraulischen Hilfskolben (35) zum Umbeweglichmachen der mechanischen Betätigungsmittel als Reaktion auf normalen Hydraulikdruck von der Quelle und zum Ermöglichen, daß die mechanischen Betätigungsmittel die Federmittel (30, 31) mit den Greifmitteln (14, 16) als Reaktion auf einen unnormal niedrigen Hydraulikdruck von der Quelle koppeln.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14, enthaltend Mittel (30, 31) zum Anlegen einer Federkraft an die Greifmittel (14, 16) zu deren Beaufschlagung gegen die Reibungskissen (13) als Reaktion auf einen Abfall in dem Hydraulikdruck unter einen vorbestimmten Wert, wodurch die Antriebswelle (10) für den Fall eines Fehlers in dem Hydrauliksystem automatisch gebremst wird.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10-17, worin die Kupplung eine an der Pressenantriebswelle (10) angebrachte Kupplungsscheibe (41) mit einer Vielzahl von Reibungskissen (43), Greifmittel (44, 45) zum Angreifen an den Reibungskissen (43) und dadurch zum Koppeln der Kupplungsscheibe (41) und der Antriebswelle (10) an den Schiebermechanismus, hydraulische Betätigungsmittel (48) zum Beaufschlagen der Greifmittel gegen die Reibungskissen sowie eine Hydraulikdruckquelle für die Betätigungsmittel aufweist.
EP82305042A 1981-09-28 1982-09-24 Kupplungs- und Bremssystem zum Starten und Stoppen einer Leistungspresse Expired EP0076111B1 (de)

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